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历时7年“星尘”完美返航 “星探”悉数登场
时间:2006年01月17日09:09 我来说两句(0)  

 
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来源:新京报

  百余科学家和上千天文爱好者参与分析研究;取样难度大,好比足球场上寻找45只蚂蚁

  

  15日,携带珍贵彗星样本的“星尘”飞船返回舱在犹他州沙漠中安全降落。

 
 

  本报综合报道 经过长达7年的漫长太空之旅,美国宇航局“星尘”号返回舱于当地时间15日凌晨降落在犹他州的荒漠中。人类首次成功采集并收回彗星样本,目前科学家们悉数上阵开始了分析研究工作,而这些“星探”们有可能在彗星样本身上发现生命起源的奥秘。

  七年历险完美结局

  “星尘”项目的首席科学家唐·布朗利博士说:“当上世纪80年代,邹哲博士和我提出首先收集彗星尘埃的设计时,我就在等待这一天,看到返回舱完全着陆让人激动万分。

  美国宇航局称,返回舱当天进入大气层的速度达到每小时4.6万公里,这使得它成为进入大气层时最快的人造宇宙飞行器,像一棵红色火球划过夜空。但在降落伞的帮助下最后的着陆非常安全,返回舱仅以每小时16公里的速度触地,在地面反弹了3次后停稳。目前发现的惟一破损是返回舱前部隔热层的小部分脱落,返回舱及其内舱基本安然无恙。

  至此,从漫长的旅程到捕捉星尘,再到回归地球,“星尘”项目整个过程近乎完美。同时,“星尘”号母船仍将留在环绕太阳的轨道上,美国宇航局正在考虑是否让它执行另一次探索彗星或小行星的项目。

  在着陆一小时后,美军直升机就确定了返回舱的降落地点。返回舱首先被运送到犹他州的一个空军基地进行清洁处理,并从中取出装有采集器的内舱。当地时间15日,内舱被装入特制的铝制容器,等待被送到位于休斯敦的约翰逊宇航中心。

  根据预定步骤,美国宇航局将于16日从内舱内提取内部气体的样品,查看是否得到了预期效果。之后身着保护服的科学家将小心翼翼地打开内舱,取出气凝胶采集器,将其切片,以分析其中的彗星尘埃。

  上万尘埃去粗取精

  2004年1月,“星尘”号飞过“维尔特二号”彗星时,飞船上的尘埃采集器成功捕获到彗星尘埃样本。它们大多数都比人的发丝还细。此外,“星尘”号在漫长的航行中有195天张开采集器,收集漂浮在星际的尘埃。

  而从气凝胶中取出尘埃并非易事。尽管收集器的气凝胶表面可能覆盖了上万粒尘埃,但监控数据显示,进入气凝胶内部的总共捕捉到45颗几乎用肉眼难以分辨的尘埃。有人打比方说,这项工作好比在一个足球场上寻找45只蚂蚁。科学家希望通过跟踪星尘落入气凝胶的轨迹找到它们,就像通过长长的尾烟寻找喷气式飞机一样。

  如果尘埃的长度为1微米,那么,它们划出的轨迹则长达100微米,不过这也是毫米的1/10.科学家一直担心,尘埃可能因为速度过高而在撞击中受损,在没进入气凝胶之前就挥发。在地球上的试验显示,超轻密度的气凝胶会像捕蝇器一样,让彗星尘埃深陷其中。就在“星尘”号即将结束旅程时,加利福尼亚大学太空科技实验室在实验中发现,高速进入气凝胶的尘埃至少会保持部分完整,因为即使尘埃以6公里/小时的高速进入也会基本完好无损。

  分析过程或长达10年

  找到得来不易的彗星尘埃后,“星尘”项目的研究分析部分才刚刚开始。美国宇航局称,将有100名专业研究人员和上千业余天文爱好者参与彗星尘埃的分析和研究,而完整的分析可能耗时10年。

  就像月球岩石一样,彗星尘埃会被送往多个国家的实验室进行研究。英国行星与太空科学研究所将承担起部分星尘分析的任务。尘埃将被保存在该研究所中心的特殊储藏室,初步测试将检查尘埃的大小、形状、颜色以及构成;之后一些尘埃颗粒将被分割开,进行更细致的观察。

  负责分析研究彗星尘埃的专家莫尼卡·格拉迪说,这是该研究中心承担过的最重要项目之一,不过整个分析可能长达数年。即使在被带回地球30年后,有关月球岩石的最新研究成果还在不断被发布。

  科学家认为,彗星尘埃可能为我们解答生命诞生的奥秘。从前科学家一直以为,地球上的生物纯粹是由于地表化学变化产生,如一些化学物质聚合成生命的基本元素———氨基酸这类有机分子。但他们后来发现,原始地球并非形成氨基酸的理想之地,有机分子可能在星际尘埃中首先形成,通过彗星落到地球后才引发生命进化。彗星很可能向地球输送了水、碳分子、核酸这样的基本分子构成,而“星尘”号带回的45颗微粒则将提供最直接的证据。(谢来)

  15日,工程人员将样本包装好,随后送到约翰逊航天中心进行初步研究。

  15日,工程人员将样本包装好,随后送到约翰逊航天中心进行初步研究。

  ■相关新闻

  NASA动员网民搜寻星尘

  志愿者获得成功将拥有尘埃命名权

  本报综合报道 为了节省人力和时间,美国宇航局决定通过因特网,在成千上万业余天文爱好者的帮助下寻找微尘。

  此前,科学家曾考虑通过让电脑来分析150万张气凝胶切片图来寻找彗星尘埃,但是收集器在太空中时间太长,可能出现无法预料的情况,电脑很可能将裂缝等错当成尘埃轨迹。因此,最可靠的方式还是通过肉眼,美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员已启动了“在家寻找星尘”项目,通过设立一个网上“虚拟显微镜”,让网上志愿者来检查150万张气凝胶切片的放大图片。每张图片实际面积大约只有一粒盐大小。

  研究人员估计,将气凝胶整体用肉眼扫描需要3万个小时。如果4位志愿者中有2人称发现了尘埃轨迹,这张图片将被送给100名志愿者进行证实。在至少1/5的志愿者肯定后,这张图片才会被提交给伯克利大学经过专业训练的学生。发现者得到的奖励则是给所发现的尘埃命名。

  预计经过切片等处理后,气凝胶的图片将于今年3月中旬发布给志愿者。(谢来)

  ■科学先锋

  13次提案换来“星尘”出鞘

  华裔科学家邹哲25年后梦想成真

  当“星尘”号飞船携带着彗星样本即将返回地球时,65岁的华人科学家邹哲博士正期待自己多年的梦想变成现实。

  邹哲是美国宇航局喷气推进实验室资深研究员、“星尘”项目的设计者和副首席科学家。他出生于抗战时期的中国,在20世纪50年代来到美国边打工边读书,在加州大学伯克利分校和洛杉矶分校获得学位,此后一直在美国宇航局喷气推进实验室从事宇宙工程研究。

  谈到自己提出的“星尘”计划时,邹哲说:“我1981年首次提出构思,但到1986年才被宇航局接受,这已经是我的第13次提案了。”而若不是“哈雷”彗星回归使得NASA开始重视彗星,提案还可能夭折。

  他说,不少科学家提出了研究计划,而他的“星尘”计划因为构思巧妙、成本低而获得支持,并成为美宇航局旨在以低成本探索宇宙的“发现”计划的一部分。(新华社)

  ■新闻背景

  彗星探测热度未减

  科学家们认为,彗星可能包含了我们太阳系、地球以及生命诞生的重要线索。因而,在太空旅行近7年、行程约40亿公里的“星尘”号飞船,将带来更加丰厚的科学收获。

  首先,彗星是由太阳系诞生后的残余物质构成,它们来自太阳系外侧的柯伊伯带,那里温度保持在零下200多摄氏度左右,好比一个超级冷冻箱,使彗星的物质成分能保持太阳系早期的原貌,研究这些物质,可以部分了解太阳系究竟是怎样诞生的。

  第二,彗星的最主要成分是冰雪,也就是固态的水,而液态的水是地球生命诞生的先决条件。华裔科学家邹哲认为,可能有第一批彗星落到地球上,带来了最初的水。

  第三,彗星的彗核比较“黑”,也就是说,其中可能含有不少碳成分,而碳又是地球有机物和生命出现的必要元素。不少科学家都猜测,彗星也可能与地球上有机物的诞生有关,至少它们有可能扮演“化学催化剂”的角色。

  随着技术条件的成熟,科学界对彗星的研究一步接一步:“深度撞击”初步验证了彗星的彗核中包含太阳系原始物质,并含有碳、氮等生命必要的元素;“星尘”则要采集彗星喷发出来的物质粒子,并将它们带回地球研究;到2014年,欧洲航天局的“罗塞塔”飞船还将直接登陆彗核,并钻探取样。彗星之谜,终将一步步在世人面前解开。

  

  

(责任编辑:buyi)



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